Способ получения флюса для сталеплавильного производства

 

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) (51) 4 С 21 С 5/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3791077/22-02 (22) 31.07.84 (46) 30.08.86. Бюл. Р 32 (71) Липецкий политехнический институт (72) В.П. Хайдуков, Э.М. Тонких, Г.А. Соколов, A.Г. Сергеев, П.С.Климашин, А.А. Дежемесов и А.А, Трубников (53) 669.184.244.66:658.567(088.8) (56) Роговцев И.И., Дидконский В.К. и Третьяков Е.В. О получении комйлексного флюса для конвертерной плавки. — Сталь, 1972, 1 7, с. 597-599. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЛАКА ДЛЯ

СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА, включающий обжиг в трубчатой печи материала, состоящего из известняка с ферритной добавкой, и поддержание заданной температуры факела в зоне обжига, отличающийся тем, что, с целью исключения настылеобразования в печи и более полного усвоения флюса в сталеплавильном производстве, ферритная добавка содержит 1-3Х кремнезема с отношением окиси железа к окиси кальция в ней, равным 2-3, количество добавки составляет 20-307. от общей массы загружаемаго в печь материала, а температуру факела в зоне обжига поддерживают равной 1400-1500 С.

1?54021

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам получения флюсов специальных составов для интенсификации процесса шла.— кообразования при конвертировании 5 чугуна.

Целью изобретения является исключение настылеобразования в печи и более полное усвоение флюса в сталеплавильном производстве.

Предложенный способ изготовления флюса для сталеплавильного производства включает подачу в обжиговую печь совместно с известняком ферритной добавки, содержащей 1-3% кремнезема с молярным отношением д З

Fe О /СаО = 2-3 в количестве 20-30% от общей массы загружаемого в печь материала. При этом температуру факела в зоне обжига поддерживают равной 1400-1500 С.

Предложенный способ получения флюса заключается в совместном обжиге известняка. и добавочного материала на ферритной основе, содержащего в своем составе 1-3% Si0

Ограниченное содержание кремнезема (1-3% Si0 ) устраняет его вред1. ное воздействие на пропитку извести оксидами железа, так как в этом случае исключается образование тугоплавкого двухкальциевого силиката (г.„„ = 2130 С), который покрывает оболочкой куски извести и оказывает тормозящее влияние на диффузию окси- 35 дов железа внутрь кусков. Кроме того, наличие 2СаО Si0 способствует образованию настылей в печи. Нижний предел содержания Я О в ферритной добавке (1%) связан с постоянной при- "б месью кремнезема в известняке.

Ферритные добавки могут приготовляться из смеси гематитовой руды и отходов обжига известняка за счет механического смешивания компонен- 41 тов. Некоторые отходы металлургического производства могут представлять готовую ферритную добавку. Например, шламы конвертерного производства или шламы электросталеплавильного произ- 5Î водства. Крупность ферритной смеси находится в пределах 0,2-0 мм. Фер-ритную добавку подают в загрузочный конец обжиговой печи в низкотемпературнув зону.

В загрузочном конце трубчатой печи н ниэкотемпературной зоне за счет тепла отходящих газов происходит ис— парение гигроскопической влаги материала, разложение Са(ОН), и при 560600 С начинают интенсивно протекать твердофазные реакции между СаО и Ре О

3 с образованием легкоплавкого однокальциевого феррита, а избыток оксида железа способствует образованию эвтектики между СаО-Fe О и Fe Оз. з

Для расплавления ферритной добавки температура факела в зоне обжига поддерживается в интервале 14001500 С. Ферритный расплав пропитывает куски извести на глубину 3-12 мм.

Температура факела ниже 1400 С приводит к снижению температуры разогрева футеровки, и ферритные добавки начинают намораживаться на нее, образуя гарнисаж, который снижает площадь сечения печи и отрицательно сказывается на газодинамике при обжиге.

Температура факела выше 1500 С приводит к интенсивному разогреву футеровки и расплавлению ферритного материала в зоне обжига, происходит глубокая пропитка огнеупора окислами железа и обвала футеровки.

За счет ферритной оболочки повышается степень черноты материала, интенсифицируется теплообмен между газовой фазой и материалом, сокращается время обжига и повышается производительность обжиговой печи.

При крупности извести, равной 2040 мм, и содержании в ней 10 — 15%

Fez0» количество ферритной добавки, подаваемой в печь, должно составлять 20-30% от общей массы загружаемого материала. Количество ферритной добавки ниже 20% приводит к образованию очень тонкой корочки на кусках извести, и эффективность таких кусков мало сказывается на конвертерной плавке. Чрезмерная присадка ферритной добавки (более 30%) приводит к избытку железосодержащих компонентов, их расслоению и настылеобразованию.

Получаемый при совместном обжиге флюс является высокоактивным шлакообразующим материалом. Ферритная корочка имеет прочность, превышающую прочность извести, при транспортировке значительно меньше образуется пыпевыделений. Находящаяся под оболочкой известь теряет склонность к гидратации, сохранив при этом высокую реакционную способность, поэтому при сокращении расхода извести на

l25402l плавку, ее усвоение шлаковой ванной возрастает и повьппается ра4инировочная способность шлака.

Опыты проводили в трубчатых печах для обжига известняка в течение

50 ч. Иихта состояла из 70-807 из— вестняка Жирновского месторождения и 20-307. тонкоизмельченной ферритной добавки. Состав известняка, мас.%: FeO 0,77; SiO 0,76; СаО

54,09; п.п.п. 43. Состав ферритной добавки, мас.7.: Fe,l 48,00, при

Fe О /Ca0 2-3; Si0 2,4.

Для обжига использовали горелку труба в трубе. Топливом являлся природный газ. Футеровка печи в подготовительной зоне — шамот класса Б в зоне обжига — хромомагнезитовая.

Температура обжига 1400-1500"С.

В связи с тем, что ферритный флюс в большей степени поглощает тепло газокислородного факела, увеличивают число оборотов трубчатой печи во избежание пережога извести. В результате пропитки известняка при его обжиге получили известь, с поверхности пропитанную окислами же— леза, содержащую, мас. : СаО 7280 5; MgO 4 4; Si0 5 3; Fe О 9 6 2 г

14,0; и. и. и. 0,2.

Фракционный состав полученного продукта:

10 мм 10-5 мм 5-0 мм

657 12,5% 22,57

Толщина ферритной оболочки кусков извести составила 3-12 мм.

Результаты влияния температуры обжига, количества железосадержащей добавки и состава добавки на химический состав продуктов обжига представлены в табл. 1.

С целью исследования процесса шлакообразования проведены плавки с повалками конвертера на 3 и 6-й мин продувки.

Полученные результаты сравнивали с показателями рядовых плавок, в которых для шлакообразования использо— вали обычную известь и плавиковый шпат. Визуальные наблюдения показали, что продувка на опытных плавках с применением полученного по предложенному способу ферритного флюса проходила ровно без выбросов, шлак на конечных повалках жидкоподвижньп, гомогенньп, неусвоенная известь полностью отсутствует.

Улучшение шлакообразования подтверждается данными, полученными с повалочных плавок.

Результаты изменения химического состава шлака по ходу продувки приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, в случае применения ферритного флюса основность конечного шлака растет быстрее, чем на рядовых плавках, что обусловлено ферритной структурой нового шлакообразующего.

Основные показатели опытных плавок приведены в табл. 3, из которой видно, что применение ферритного флюса в целом имеет удовлетворительные характеристики по качеству и температуре металла, расходу материалов. Оптимальный расход ферритного флюса на

30 тонну жидкой стали лежит в пределах

75 — 80 кг/т, шпата — 1,0 кг/т.

Использование ферритного флюса в кислородно-конвертерном процессе показало, что улучшается процесс наведения известково-железистого шлака по ходу продувки ванны кислородом, достигается экономия извести на 10157. и шпата на 50 — 807..

В результате использования полученного по предложенной технологии ферритного флюса в кислородно-конвертерной плавке достигается ранняя наводка активного известково-железистого шлака, что позволяет интенсифи-.

4S цировать рафинировочные процессы и получить экономический эффект за счет сокращения расхода извести на 157, в связи с более полным ее усвоением.

1254021

Т а б л и ц а 1

Качественная харакУдельный тнорасход газа

Мдо фер- на обГе

Ге Од вест.няк ритная ритнои,жи, добав-1добав —: нм /т

1350 6 0 2,0

145 2,76 3,93 1,6 89,6

Неудовлет24 ворительная асси80

139 7,2 10,3 3,0 84,7

2,0

Устойчивый

6 0 г

24

1400

138 8,1 11,57 4,4 83,2

2,0

6 0 г

Устойчивый

24

1450

135 9,4 13,4 4,1 81,7

2,0

Устойчивый

6,0

24

1500!

34 10,1 15,6 4,1 80,3

2,0

Настыпеоб—

6?0

1550

24

80 р азов ание в печи

139 3,2 4,57 1,3 90,1

2,0

4 5

25 5 г

84,4

2,9

135 8 7 12 4

2,6

Устойчивый

7,6

23

1450

9 4

136 9,7 13,6 3,1 83,0

3,0

22 0,?

1450

1450

10 50

2,6

141 9„6 13,7 1,1 85,1 разование, большой

147 0,75 1,07 0,58 90,69

1450

24 О

6 0 г

1,5

1450

24

80 г

6 0

3,5

138 1 1,,2 16,0 3,0 80,0 обжига, С ение еО/

СаО

Химический состав дукта обжига круп тью 20-40 мм, Ж теристика режима обжига миля ция ферритной добавки

Часть кусков извести не имеет ферритной оболочки,недостаточное количество ферритной добавки

Устойчивый

Настылеобпроцент выкида мелочи

Отсутствие в з аимодействия извести с ферритной добавки

Образование спеков и настылеобразован е

I 254021

Таблица 2

Ф

Химический состав шлака, вес. 7

Время отбоСаО/SiO

Флюс

810

Са0

FeO

М80

Извест- 4 ный

0,96

1,46

Конечное 53,2 15,5

3,44

12,8 1,1

Полученный по 2

1,21

2,08

Конечное 60,8 17,2

3,85

7,8 1,7

Таблица 3

Металл Химический

Количестсостав Темпе7. ратура металОС

Расход материалов на тонну, кг

Химический чугуна, Флюс после про состав дувки,X шлака во плавок

Р FeO

Фер1

L люс

Известный 7I 80,0 — 1,20 0,65 0,01 10,2 3,2

Полученный по предложенному способу 20

90,0 3,20 0,68 0,043 0,12 1640 0,027 0,01 10,8 3,2

Составитель К. Сорокин

Редактор Л. Повхан Техред Л.Кравчук

Корректор И. Эрдейи

Заказ 4689/30 Тираж 552

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 предложенному способу

Количество плавок рит— ный

I флюс I

pа проб, мин (Из- Ипат вест ный ф

27,6 28,7

36,5 25,2

37,5 30,9

48,7 23,4

18,6 0,7

9,1 0,9

8,4 1,0

10,8 1,4